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1、 微机检测系统课程设计说明书课程设计说明书课 程 名 称: 微机检测系统课程设计 题 目: 汽车胎压检测系统 目 录摘要21 引言31.1 问题的提出 31.2 任务与分析32 系统方案设计42.1 系统设计方案42.2 系统总体框图53 系统硬件设计63.1 AT89C51单片机63.2 ADC0804 芯片93.3 MPX4250芯片113.4 系统硬件电路构成123.4.1 气压传感器电路123.4.2 A/D转换电路133.4.3 LED显示电路143.4.4 声光报警电路144.1 软件环境介绍154.1.1 Proteus软件环境介154.1.2 Protel软件环境介绍164.2
2、 系统软件分析164.3 程序流程图174.4 软件计算胎压值195 系统调试过程20总结 23致谢 24参考文献 25附录A系统总电路图26附录B 程序源代码27摘 要本设计正是基于89C51单片机的汽车胎压检测系统设计。在系统检测部分，采用了MOTOLORA公司气压传感器MPX4250芯片检测车轮胎压，实现汽车轮胎胎压模拟信号输入。在经过ADC0804芯片A/D转换之后输入系统，采用了共阴极驱动LED数码管构成了显示模块，显示车轮胎压值。与此同时，系统检测汽车胎压是否在国家规定限值内，若超出限定值，系统通过声光报警，提醒驾驶者注意检查，提高汽车安全性。本设计说明书对该系统的硬件电路、工作原
3、理和Protel软件设计进行了详细的介绍，给出了软件设计的流程图和主要源代码。通过Proteus软件仿真表明，实现了汽车胎压检测以及胎压不正常情况声光警告提醒，达到了课程设计任务要求。关键词：气压传感器；车辆；89C51单片机； 声光报警- 33 -1 引 言 1.1 问题的提出随着工业经济的进步，汽车开始大量使用，高速公路的速度和便利，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式。但是随之而来的高速公路恶性交通事故却令人震惊，已经引起世界各国的强烈关注和重视，并开始讨论或采取相应防范措施。汽车胎压监视系统( T P MS )主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警
4、，以保障行车安全，是驾车者和乘车人员的生命安全保障预警系统。本设计正是基于单片机技术、A/D转换技术、LED显示来实现。为此我们采用单片机芯片AT89C51作为核心控制器，半导体气压传感器将我们要测量的胎压信号转换成电压信号，电压信号经过A/D转换之后输入单片机，再由软件部分将我们所得的数据进行处理，最后由驱动部分将其送入显示部分进行数码显示。该检测系统主要由检测模块、控制模块显示模块以及报警模块组成。系统具有完全自主控制，全天候检测，可对车轮胎压实时检测功能。此外该检测系统还具有稳定性好、功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。1.2任务与分析 本次设计的系统的控制中心是89C51单片机。首
5、先，在Protel软件环境中进行硬件电路图的设计。然后在KEIL软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。把.hex文件加载到AT89C51单片机芯片，然后在Proteus软件环境中运行硬件电路，检测系统能正常显示车轮胎压以及超过限定值声光报警。 本设计的系统主要由:AT89C51为中央处理芯片，用于数据处理，控制LED显示以及声光报警等。气压传感器是本设计的核心模块，由它提供轮胎胎压模拟电压信号输入，用C语言进行编程。本系统可以分为以下4大模块：(1)AT89C51模块：采集输入数字信号，数据处理，LED显
6、示以及声光报警信号控制。(2)传感器模块：检测汽车胎压的传感器有两种方法，压电式传感器和压阻式传感器。本系统采用半导体压阻式气压传感器来实现，这种传感器简单，花费开销小，精度高。(3)显示模块：采用普通的共阴LED数码管，用于实时显示汽车胎压值。(4) 声光报警模块：采用发光二极管和发声器提供声光报警。2 系统方案设计2.1 系统设计方案通过查阅相关资料，设计初期共有2个方案供我选择，分别是：（1）采用89C51单片机，传感器，A/D转换芯片组成的系统；（2）采用89C51单片机，传感器，V/F转换芯片组成的系统。(1) 采用89C51单片机，传感器，A/D转换芯片组成的系统此系统的硬件部分主
7、要是由89C51单片机，传感器所组成。该系统硬件结构简单，传感器的模拟电压输入ADC0804芯片进行A/D转换，软件设计部分，单片机控制A/D转换开始以及读取A/D转换结果，通过数据处理输入LED数码管显示，检测数据是否超出限定值。(2) 采用89C51单片机，传感器，V/F转换芯片组成的系统。这个方案采用89C51单片机，电压/频率（V/F）转换芯片来组成系统的硬件。通过气压传感器获得与气压相对的模拟电压值，并经过电压/频率（V/F）转换模块转换为数字脉冲，通过单片机对此脉冲序列的计数等处理后获得实际的气压值，并通过数码管显示电路显示，检测数据是否超出限定值。但这样的话，程序复杂，不易于实时
8、检测。最后确定设计采用第1方案，即 系统是由89C51单片机，传感器，A/D转换芯片组成的系统2.2 系统总体框图MPX4250传感器AT89C51单片机LED数码管显示声光报警A/D模数转换P1.0-P1.7P0.0-P0.7P2.4,P2.5图2-1 系统总体框图当程序启动后，程序进入初始化阶段。当传感器检测汽车胎压模拟电压信号经过整形滤波之后输入ADC0804芯片等待A/D转换，单片机控制A/D转换，读取A/D转换结果数字量，通过数据处理送入LED数码管显示其胎压值。检测胎压值是否在限定值内，若超出限定值，单片机控制声光报警，提醒驾驶者。A/D转换数字量输入单片机P1口，单片机P3.0控
9、制ADC0804芯片片选端，P3.6控制ADC0804芯片写输入控制端，P3.7控制ADC0804芯片读输入控制端。采用动态扫描显示共阴极LED数码管,单片机P2.0P2.3控制LED数码管位选端，P0控制8段LED数码管段选端。单片机P2.4、P2.5分别控制输入警告信号和红色LED警告灯。3 系统硬件设计3.1 AT89C51单片机 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可
10、编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图3-1 89C51单片机引脚图 89C51单片机与早期Intel的8051/8751/8031芯片的外部引脚和指令系统完全兼容，只不过用Flash ROM 替代了ROM/EPROM而已1。89C51单片机内部结构如
11、图所示。图3-2 89C51单片机内部结构示意图各引脚的功能如下：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高2。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在F
12、LASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接
13、收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR 8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，M
